نقاط کوانتومی و نور خورشید، کلید دستیابی به انرژی پاک هیدروژن

/در , , , , , , , , , , , /توسط

دانشمندان روش جدیدی برای تولید هیدروژن یافته اند که روشی پاک و بدون کربن است و شانس تبدیل این ماده به یک سوخت پایدار را به شدت افزایش می دهد.

گویا آی تی – در این تکنیک، با استفاده از زیست توده اصلاح نشده ی هیدروژن، نور خورشید و نانوذرات خاصی که نقاط کوانتومی نامیده می شوند (به عنوان کاتالیزور)، هیدروژن تولید می شود. در این روش، حرارت (و البته انرژی) زیادی که معمولا برای تولید سوخت از زیست توده ها لازم است، نیاز نیست.
به گفته تیم تحقیقاتی دانشگاه کمبریج، به کارگیری حرارت و انرژی کمتر در فرآیند تبدیل، به معنی نیاز کمتر به استفاده از منابع زمین است. به این ترتیب، نیازی به مواد شیمیایی آلوده کننده محیط زیست نبوده و تعداد روش های استفاده از هیدروژن هم افزایش می یابد.
به گفته یکی از این محققان، اروین ریزنر، “فناوری تولید هیدروژن با انرژی نور خورشید، بسیار هیجان انگیز است. زیرا این فناوری ما را قادر می سازد در شرایط محیطی، از زیست توده های فرآوری نشده، هیدروژن تولید کنیم”.

“این تکنیک، یک جایگزین جدید و مناسب برای روش هایی است که در دماهای بالا و با استفاده از سایر ابزارهای تجدید پذیر، به تولید هیدروژن می پرداختند”.
پتانسیل هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک و تجدیدپذیر، بسیار بالاست. تنها پسماند حاصل از سوخت هیدروژن در خودروها، آب است. اما دانشمندان همچنان در تلاش اند تا بتوانند روش تولید هیدروژن با استفاده از کمترین منابع ممکن را بیابند.
کلید دستیابی به این روش، استفاده از زیست توده هایی ( مواد ارگانیکی) مانند لیگنوسلولز است که حاوی فیبرهای بسیار کوچک می باشد. این فیبرها از درخت ها و گیاهان در برابر ساییدگی و شکاف محافظت می کنند.

امروزه لینگوسلولزها به عنوان یک منبع خوب برای سوخت های زیستی شناخته می شوند. محققان موفق شده اند فرآیند تبدیل آن را با استفاده از نقاط کوانتومی بهبود بخشند. نقاط کوانتومی کادمیوم سولفید که در آب قلیایی معلق می شوند، در این مورد کاربرد ویژه ای دارند.
این ذرات بسیار کوچک با نور خورشید واکنش می دهند تا مجموعه های پیچیده ای از واکنش های شیمیایی را به راه اندازند. در نهایت، اتم های موجود در محلول آب و زیست توده مجددا مرتب می شوند تا سوخت هیدروژن و مواد شیمیایی ارگانیک دیگری از جمله اسید فرمیک و کربنات را شکل دهند. گاز هیدروژن از محلول خارج شده و جمع آوری می شود تا برای کاربردهای مختلف، مانند تامین انرژی خودروها در آینده، آماده گردد.

این تیم تحقیقاتی از انواع مختلف زیست توده ها، از جمله چوب، کاغذ و برگ درختان نیز نتایج مثبتی به دست آورده و می گوید از این روش ابداعی خود می تواند در پروژه های بزرگ مقیاس و کوچک مقیاس به یک اندازه بهره ببرد. این روش، چند منظوره و در عین حال سازگار با محیط زیست می باشد.
البته قرن هاست که زیست توده ها به عنوان سوخت به کار می روند، اما تکنیک های مدرنی که در این تحقیق و سایر تحقیقات به کار رفته، می توانند زیست توده ها را برای تکنولوژی قرن ۲۱ آماده سازند.

یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی، دیوید واکرلی، می گوید “در زیست توده های خام انرژی شیمیایی بسیار زیادی ذخیره شده، اما آنها فرآوری نشده اند، به همین دلیل نمی توانید انتظار داشته باشید که در حالت خام در ماشین آلات پیچیده ای مانند موتور خودروها کار کنند”.
“سیستم ما قادر است ساختارهای طولانی و کثیفی که زیست توده ها را می سازند، به گاز هیدروژن تبدیل کند؛ چیزی که خیلی مفیدتر از مواد اولیه است. با این سیستم می توانیم مواد ارگانیک را در معرض نور خورشید قرار دهیم و به راحتی سوخت هیدروژن تولید کنیم”. یافته های این تحقیق در نشریه انرژی طبیعت (Nature Energy) منتشر شده اند.

آیا اشعه فرابنفش عنصر تشکیل دهنده حیات است؟

/در , , , , , , , , , , , , , , , , , , , /توسط

داده های رصد خانه هرشل ESA دال بر این دارد که ممکن است اشعه فرابنش چیزی باشد که عناصر لازم برای حیات را می سازد.

دانشمندان به این نتیجه رسیدند که نور فرابنش ساطع شده از ستارگان نقش مهمی در تولید مولکول های لازم برای حیات  دارد، حتی بیشتر از آن چیزی که تا کنون تصور می کردیم.

این فرضیه بر این اساس است که هیدروکربن ها از طریق وارد شدن شوک و هر فعالیت سهمگین نجومی که اغتشاش زیادی تولید می کند  و اتم ها را به یون تبدیل می کند، بوجود می آیند.

داده های بدست آمده توسط آژانس فضایی اروپایی یعنی رصد خانه هرشل این فرضیه را نقض می کند. دانشمندان این رصدخانه اجزای فضایی در منظومه Orion Nebula را مورد بررسی قرار دادند و مقدار، دما و جنبش مولکول های کربن هیدروژن (CH)، کربن هیدروژن یک بار مثبت (CH+) و مولکول سازنده آن ها را یعنی یون کربن (C+) را ثبت کردند.

ultraviolet-light-creates-hydrocarbon

آن ها متوجه شدند که در منظومه Orion، CH+ به جای جذب نور آن را ساطع می کند، که بدین معناست که دمای این مولکول از گاز زمینه ای گرم تر است. این مسئله برای دانشمندان بسیار تعجب بر انگیز بود زیرا مولکول CH+ بسیار واکنش پذیر و برای تشکیل شدن، نیازمند مقدار زیادی انرژی هستند، از این رو وقتی با هیدروژن موجود در فضا واکنش دهد به سرعت از بین می رود.

داده ها نشان بر این دارد که ممکن است مولکول های CH+ توسط تابش فرابنفش ستاره های جوان در منظومه Orion Nebula به وجود آمده باشند. هنگامی که یک مولکول هیدروژن فوتون نوری دریافت می کند دچار لرزش یا دوران می شود اما وقتی فوتون فرابنش به آن برخورد کند دچار هردو حالت می شود.

Orion Nebula گاز هیدروژن بسیار زیادی دارد، از این رو هنگامی که اشعه فرابنش، مولکول های هیدروژن موجود در فضا را گرم می کند، گرمای این اشعه شرایط کاملا مناسبی برای تشکیل هیدروکربن ها  را محیا می کند. وقتی که هیدروژن بین ستاره ای گرم تر شود، یون های کربن شروع به واکنش دادن با مولکول های هیدروژن می کنند و CH+ را تشکیل می دهند که نهایتا یک الکترون دریافت می کند و به حالت خنثی بر می گردد.

جان پیرسون، محققی در آزمایشگاه پیشرانه های جت در NASA و کمک نویسنده این تحقیقات در نشست مطبوعاتی گفته است “نحوه تشکیل برخی از مولکول ها در هسته ی کهشکان ها هنوز هم برایمان یک معماست، تحقیقات ما مدرکی بر این حقیقت است که ممکن است نور فرابنش ساطع شده از ستارگان عظیم عامل تشکیل مولکول های موجود در آن جا نیز باشد.”

به هر حال این تحقیقات در دست بررسی است و به محض تکمیل تر شدن، نتایج آن از طریق همین رسانه به اطلاع شما خواهد رسید. نظر شما در مورد این واقعیت یا فرضیه چیست؟ آیا جهان پیچیده تر از آن چیزی است که ما تصور می کنیم؟ نظر خود را با ما در میان بگذارید و با اشتراک گذاری این مطلب بر روی شبکه های اجتماعی به دیگر کاربران اطلاع دهید که در دنیای اطرافشان چه چیزهایی در حال رخ دادن است.

منبع: astronomy

آیا اشعه فرابنفش عنصر تشکیل دهنده حیات است؟

/در , , , , , , , , , , , , , , , , , , , /توسط

داده های رصد خانه هرشل ESA دال بر این دارد که ممکن است اشعه فرابنش چیزی باشد که عناصر لازم برای حیات را می سازد.

دانشمندان به این نتیجه رسیدند که نور فرابنش ساطع شده از ستارگان نقش مهمی در تولید مولکول های لازم برای حیات  دارد، حتی بیشتر از آن چیزی که تا کنون تصور می کردیم.

این فرضیه بر این اساس است که هیدروکربن ها از طریق وارد شدن شوک و هر فعالیت سهمگین نجومی که اغتشاش زیادی تولید می کند  و اتم ها را به یون تبدیل می کند، بوجود می آیند.

داده های بدست آمده توسط آژانس فضایی اروپایی یعنی رصد خانه هرشل این فرضیه را نقض می کند. دانشمندان این رصدخانه اجزای فضایی در منظومه Orion Nebula را مورد بررسی قرار دادند و مقدار، دما و جنبش مولکول های کربن هیدروژن (CH)، کربن هیدروژن یک بار مثبت (CH+) و مولکول سازنده آن ها را یعنی یون کربن (C+) را ثبت کردند.

ultraviolet-light-creates-hydrocarbon

آن ها متوجه شدند که در منظومه Orion، CH+ به جای جذب نور آن را ساطع می کند، که بدین معناست که دمای این مولکول از گاز زمینه ای گرم تر است. این مسئله برای دانشمندان بسیار تعجب بر انگیز بود زیرا مولکول CH+ بسیار واکنش پذیر و برای تشکیل شدن، نیازمند مقدار زیادی انرژی هستند، از این رو وقتی با هیدروژن موجود در فضا واکنش دهد به سرعت از بین می رود.

داده ها نشان بر این دارد که ممکن است مولکول های CH+ توسط تابش فرابنفش ستاره های جوان در منظومه Orion Nebula به وجود آمده باشند. هنگامی که یک مولکول هیدروژن فوتون نوری دریافت می کند دچار لرزش یا دوران می شود اما وقتی فوتون فرابنش به آن برخورد کند دچار هردو حالت می شود.

Orion Nebula گاز هیدروژن بسیار زیادی دارد، از این رو هنگامی که اشعه فرابنش، مولکول های هیدروژن موجود در فضا را گرم می کند، گرمای این اشعه شرایط کاملا مناسبی برای تشکیل هیدروکربن ها  را محیا می کند. وقتی که هیدروژن بین ستاره ای گرم تر شود، یون های کربن شروع به واکنش دادن با مولکول های هیدروژن می کنند و CH+ را تشکیل می دهند که نهایتا یک الکترون دریافت می کند و به حالت خنثی بر می گردد.

جان پیرسون، محققی در آزمایشگاه پیشرانه های جت در NASA و کمک نویسنده این تحقیقات در نشست مطبوعاتی گفته است “نحوه تشکیل برخی از مولکول ها در هسته ی کهشکان ها هنوز هم برایمان یک معماست، تحقیقات ما مدرکی بر این حقیقت است که ممکن است نور فرابنش ساطع شده از ستارگان عظیم عامل تشکیل مولکول های موجود در آن جا نیز باشد.”

به هر حال این تحقیقات در دست بررسی است و به محض تکمیل تر شدن، نتایج آن از طریق همین رسانه به اطلاع شما خواهد رسید. نظر شما در مورد این واقعیت یا فرضیه چیست؟ آیا جهان پیچیده تر از آن چیزی است که ما تصور می کنیم؟ نظر خود را با ما در میان بگذارید و با اشتراک گذاری این مطلب بر روی شبکه های اجتماعی به دیگر کاربران اطلاع دهید که در دنیای اطرافشان چه چیزهایی در حال رخ دادن است.

منبع: astronomy